對冶金機械與自動化研究的淺議

班云曉

(山東省齊河縣山東萊鋼永鋒鋼鐵有限公司 山東 德州 253000)

對冶金機械與自動化研究的淺議

班云曉

(山東省齊河縣山東萊鋼永鋒鋼鐵有限公司 山東 德州 253000)

我國鋼鐵工業的發展取得了卓越的成績，推動了經濟的快速發展。雖然取得了諸多成績也面臨新的形勢。伴隨著中國鋼鐵工業的興盛繁榮和迅猛發展，我國鋼鐵工業的裝備水平進一步提高，我國冶金機械及自動化裝備的研制和集成成套及建設開工的能力顯著加強，特別是我國冶金機械及自動化的研究。本文簡單介紹了冶金機械與自動化研究的發展現狀、遇到的問題以及發展趨勢。

冶金機械；自動化研究；發展；趨勢

改革開放以來，我國冶金制造業快速的發展起來，冶金產品的技術含量越來越高。而人們對其的功能要求也是越來越高，從而促使其逐漸走上了大型化和精密化的發展道路。傳統的冶金機械與自動化已經不再適合于現代化的冶金機械發展。因此分析冶金機械與自動化研究的現狀也將來的發展趨勢對于我國機械制造業的發展具有重要的作用。

一、我國冶金機械與自動化研究的發展現狀

裝備的自主化能力及應用水平都迅速提高。多年持續高速發展的中國鋼鐵工業，因世界金融危機引發實體經濟衰退導致的鋼鐵產品市場需求下降，開始出現發展減速并可能進入新的發展階段和發展模式。加快鋼鐵產業調整振興，必須以控制總量、淘汰落后、聯合重組、技術改造、優化布局為重點，推動鋼鐵產業由大變強。

(一)冶金機械裝備水平有了根本性的提高

在改革開放初期，我國與日本、德國等鋼鐵強國在冶金裝備技術上存在著巨大差距。改革開放30年，是中國鋼鐵工業的發展重點是在技術上積極追趕世界先進水平。進入21世紀以來，隨著一批具有世界先進水平的生產線建成投產，中國冶金裝備由小到大、由粗到精，由半機械化到連續化、精密化、自動化，中國鋼鐵工業的裝備水平、現代化生產水平都有了根本性的提高，中國鋼鐵工業的國際競爭力得到持續性增強。

(二)走出了一條自主化開發大型冶金裝備的成功之路

大型冶金裝備的自主化，離不開冶金生產工藝技術的自主化，即只有冶金生產工藝的自主化，才有大型冶金裝備的自主化。因此，建立裝備制造業企業和鋼鐵生產企業及科研院所的聯合創新體制，是大型冶金裝備研制成功的必由之路。

二、冶金機械與自動化研究存在的問題

(1)產、學、研、用創新體制還未得到所有鋼鐵企業的認可，仍有個別大型國有鋼鐵企業堅持引進國外裝備。

(2)大型冶金成套裝備主機目前已基本實現了自主化，但關鍵配套件(如軸承、潤滑液壓設備、電氣元器件等)仍然是制約我國大型成套裝備自主化的瓶頸，關鍵配套件的進口價值少的占整機的10%左右，多的達40%左右。

(3)我國鋼鐵行業的重復引進國外大型關鍵設備的問題始終沒有完全解決，客觀上制約了我國鋼鐵行業技術進步，也給國內冶金裝備制造企業的技術升級帶來了不利影響。

三、冶金機械與自動化研究發展趨勢

我國先進鋼鐵企業，在領先的冶金自動化技術基礎上，普遍采用信息化和過程優化控制技術，協調生產線各工序作業，進行全線物流跟蹤、質量跟蹤控制、成本在線控制、能源綜合管理控制、設備預測維護等，大大提升鋼鐵企業的競爭力。

(一)冶金機械領域

在我國鋼鐵企業和裝備制造企業共同努力下，國內鋼鐵生產流程中所需的重大裝備即可實現自主化。重型機械行業在落實《國務院關于加快振興裝備制造業的若干意見》過程中，將會推動我國冶金裝備完成實質性的由仿制型向創新型的重大轉變，生產出在性價比方面具有國際競爭力的冶金裝備產品，并在“武裝”我國鋼鐵行業的同時，必將促進我國冶金重大裝備大步邁入國際市場。

(二)冶金自動化領域

冶金自動化技術在信息化、自動化技術的推動和冶金行業可持續發展需求的拉動雙重機制作用下，必將取得更大進展，以滿足冶金行業產線精準設計、連續化高效運行和節能減排等戰略需求，未來幾年的重點發展方向體現在以下方面：

冶金流程在線連續檢測和監控系統。采用新型傳感器技術、光機電一體化技術、軟測量技術、數據融合和數據處理技術、冶金環境下可靠性技術，以關鍵工藝參數閉環控制、物流跟蹤、能源平衡控制、環境排放實時控制和產品質量全面過程控制為目標，實現冶金流程在線檢測和監控系統，包括鐵水、鋼水及熔渣成分和溫度檢測和預報，鋼水純凈度檢測和預報，鋼坯和鋼材溫度、尺寸、組織、缺陷等參數檢測和判斷，全線廢氣和煙塵的監測等。

冶金過程關鍵變量的高性能閉環控制。基于機理模型、統計分析、預測控制、專家系統、模糊邏輯、神經元網絡、支撐矢量機(SVM)等技術，以過程穩定、提高技術經濟指標為目標，在上述關鍵工藝參數在線連續檢測基礎上，建立綜合模型，采用自適應智能控制機制，實現冶金過程關鍵變量的高性能閉環控制。包括高爐順行閉環專家系統、鋼水成分和溫度閉環控制、鑄坯和鋼材尺寸和組織性能閉環控制等。

計算機全流程模擬。采用計算機仿真技術、多媒體技術和計算力學技術，基于各種冶金模型，進行流程離線仿真和在線集成模擬，生成一個分布式、網絡化、集成的“虛擬工廠”軟件系統環境，通過人機交互和協同計算，模擬鋼鐵工業產品生產全過程。支持生產組織優化、生產流程優化、新生產流程設計和新產品開發優化，實現以科學為基礎的設計和制造。

能源管理和優化系統。針對新一代可循環鋼鐵制造流程，采用能源介質和主要能效設備在線監測、能源負荷預測和能源供需平衡分析、能源結構和調度優化等關鍵技術，形成能源在線監測裝置、能效分析工具和企業級能源優化系統。

實時性能管理。協調供產銷流程，實現從訂貨合同到生產計劃、制造作業指令、到產品入庫出廠發運的信息化。生產與銷售連成一個整體，計劃調度和生產控制有機銜接；質量設計進入制造，質量控制跟蹤全程，完善PDCA質量循環體系；成本管理在線覆蓋生產流程，資金控制實時貫穿企業全部業務活動，通過預算、預警、預測等手段，達到事前和事中的控制。

國家加快實施對于我國鋼鐵工業的產業結構乃至發展模式的調整，主導和推動我國鋼鐵產業由大變強。冶金機械與自動化研究的快速發展和轉變，對于更進一步提高我國鋼鐵工業的裝備水平尤其是我國冶金機械及自動化裝備的自主化能力及應用水平，將是一個新的重大機遇。

[1]邱明宇.冶金機械與自動化討論[J]，科技致富向導，2013(8)

[2]胥長城.冶金機械自動化的發展現狀與趨勢探討[J]，山東工業技術，2015(02)

班云曉，本科，助理工程師，山東省齊河縣山東萊鋼永鋒鋼鐵有限公司。